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壓力傳感器的發展歷程
點擊次數:3294 更新日期:2012-06-27

壓力傳感器更新到現如今的類型是經過了曾經無數次的更新與改進的,下面為大家介紹一下關于壓力傳感器發展的歷史階段都有哪些。
 

現代壓力傳感器以半導體傳感器的發明為標志,而半導體傳感器的發展可以分為四個階段:


(1)發明階段(1945 - 1960年):這個階段主要是以1947年雙極性晶體管的發明為標志。此后,半導體材料的這一特性得到較廣泛應用。史密斯(C.S. Smith)與1945發現了硅與鍺的壓阻效應,即當有外力作用于半導體材料時,其電阻將明顯發生變化。依據此原理制成的壓力傳感器是把應變電阻片粘在金屬薄膜上,即將力信號轉化為電信號進行測量。此階段zui小尺寸大約為1cm.


(2)技術發展階段(1960 - 1970年):隨著硅擴散技術的發展,技術人員在硅的(001)或(110)晶面選擇合適的晶向直接把應變電阻擴散在晶面上,然后在背面加工成凹形,形成較薄的硅彈性膜片,稱為硅杯。這種形式的硅杯傳感器具有體積小、重量輕、靈敏度高、穩定性好、成本低、便于集成化的優點,實現了金屬-硅共晶體,為商業化發展提供了可能。


(3)商業化集成加工階段(1970 - 1980年):在硅杯擴散理論的基礎上應用了硅的各向異性的腐蝕技術,擴散硅傳感器其加工工藝以硅的各項異性腐蝕技術為主,發展成為可以自動控制硅膜厚度的硅各向異性加工技術,主要有V形槽法、濃硼自動中止法、陽極氧化法自動中止法和微機控制自動中止法。由于可以在多個表面同時進行腐蝕,數千個硅壓力膜可以同時生產,實現了集成化的工廠加工模式,成本進一步降低。


(4)微機械加工階段(1980年-今):上世紀末出現的納米技術,使得微機械加工工藝成為可能。通過微機械加工工藝可以由計算機控制加工出結構型的壓力傳感器,其線度可以控制在微米級范圍內。利用這一技術可以加工、蝕刻微米級的溝、條、膜,使得壓力傳感器進入了微米階段。
 

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